题面

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

val：一个表示 Node.val 的整数。
random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

输入： head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]] 输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

输入： head = [[1,1],[2,1]] 输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

输入： head = [[3,null],[3,0],[3,null]] 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

提示：

0 <= n <= 1000
-104 <= Node.val <= 104
Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

分析

可以遍历两次原链表，并存储原链表中节点到 index 的映射
这样再次遍历原链表时，可以直接使用 index 来读取新链表中节点的指针

代码实现

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;

    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (head == nullptr)
            return nullptr;
        Node *newHead = nullptr, *pre = nullptr;
        vector<Node*> nodes;
        std::unordered_map<Node*, int> nodeIndex;
        Node* cur = head;
        while (cur != nullptr) {
            Node* temp = new Node(cur->val);
            nodeIndex[cur] = nodes.size();
            nodes.push_back(temp);
            if (pre != nullptr)
                pre->next = temp;
            else {
                newHead = temp;
            }
            pre = temp;
            cur = cur->next;
        }
        cur = head;
        pre = newHead;
        while (cur != nullptr) {
            if (cur->random != nullptr)
                pre->random = nodes[nodeIndex[cur->random]];
            cur = cur->next;
            pre = pre->next;
        }
        return newHead;
    }
};

那么可以不使用哈希表吗？
可以直接将新节点插入到源节点的后面，这样，当旧节点 1 的 random 指向 3 时，可以直接访问 3 的后继节点 3’ 获取新节点

代码实现

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        for (Node* cur = head; cur; cur = cur->next->next) {
            cur->next = new Node(cur->val, cur->next, nullptr);
        }

        for (Node* cur = head; cur; cur = cur->next->next) {
            if (cur->random) {
                cur->next->random = cur->random->next;
            }
        }

        Node dummy(0);
        Node* tail = &dummy;
        for (Node* cur = head; cur; cur = cur->next, tail = tail->next) {
            Node* copy = cur->next; // 新节点
            tail->next = copy; // 把新节点插在 tail 的后面，构建新的链表
            cur->next = copy->next; // 恢复原节点的 next
        }

        return dummy.next;
    }
};

随机链表的复制

题面

分析

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